專利名稱：冷陰極熒光燈及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種熒光燈及其制造方法，特別關于一種冷陰極焚光燈及其 制造方法。
背景技術：
冷陰極焚光燈為一種汞放電燈，在通過高頻高壓的交流電后，燈管內(nèi)部
的電子撞擊汞蒸氣原子使其達到激發(fā)態(tài)(Excited State )，被激發(fā)的汞原子會 以放射紫外光的方式回到基態(tài)(Ground State )，而所放射的紫外光會進一步 激發(fā)冷陰極焚光燈中的熒光體，以產(chǎn)生可見光。
早期制造含汞的冷陰極熒光燈的方式是直接將液態(tài)水銀添加至燈管內(nèi)， 但此方法無法將水銀含量進行微量控制，且液態(tài)水銀蒸氣壓高，易污染工作 設備及環(huán)境，對人體有相當大的不良影響。而目前制造含汞的冷陰極熒光燈 的方式是提供具有發(fā)光腔室及汞置放腔室的燈管，將汞塊置入于該汞置放腔 室并加熱該汞置放腔室，以釋放汞至該發(fā)光腔室后，密封該發(fā)光腔室并移除 該汞置放腔室。
然而，上述已知的制造方法中將汞釋放的步驟需要非常高的加熱溫度。 而且汞釋放量最多只能達到80%,其余的汞已無法再利用而需丟棄，因而增 加成本，亦造成產(chǎn)品及環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種冷陰極熒光燈及其制造方法， 能夠在工藝中使用低熔點的汞合金，以提高汞釋出量，而減少成本及產(chǎn)品、 環(huán)境污染。
為達上述目的，本發(fā)明的冷陰極焚光燈包括透光殼體及電極，該電極設 置于該透光殼體的一端，而本發(fā)明的冷陰極熒光燈的制造方法，包括排氣步 驟，自該透光殼體的排氣口排出存在于該透光殼體內(nèi)的氣體；充氣步驟，將 至少一惰性氣體充入該透光殼體內(nèi)；以及汞合金置放步驟，將汞合金預先置放于氣體調節(jié)設備，在排氣步驟后再移至該透光殼體的暫存區(qū)內(nèi)。
該汞合金置放于該氣體調節(jié)設備的隔離空間內(nèi)，并由擋板活塞隔離；在 該排氣步驟之后，將該擋板活塞移開，讓該汞合金掉落至該透光殼體的該暫 存區(qū)內(nèi)。
該汞合金的熔點低于該排氣步驟的操作溫度。該排氣步驟通過加熱設備 來加熱該透光殼體，使附著于該透光殼體的內(nèi)壁的氣體活化而被排出。該氣 體調節(jié)設備和該加熱設備可整合為同一設備。該惰性氣體為氬氣或氖氣。
在該充氣步驟之后，本發(fā)明的方法還包括封止步驟，封止該透光殼體的 該排氣口 。該封止步驟通過高溫火炬封止該排氣口 。
在該封止步驟之后，本發(fā)明的方法還包括汞釋放步驟，加熱該透光殼體
使該汞合金釋出汞蒸氣，其中該汞釋放溫度小于5(xrc。該汞釋放步驟通過 加熱設備加熱該透光殼體。
在該汞釋放步驟之前，本發(fā)明的方法還包括吸收雜質氣體的步驟，通過 高壓交流電驅動該電極，使該電極的材料濺鍍于該透光殼體的內(nèi)壁，其中該 電極通過電性連接墊設置于該透光殼體上而間接驅動。通過該濺鍍方式，在 鄰近該電極的內(nèi)壁形成金屬層或金屬薄膜，該金屬層或金屬薄膜的材料包括
鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎢(W)、鐵(Fe)或其合金。
在該汞釋放步驟之后，本發(fā)明的方法還包括移除步驟，通過高溫火炬將 該暫存區(qū)移除，使該透光殼體成密封狀態(tài)。
優(yōu)選地，該汞合金包括鉍(Bi)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鉛(Pb) 或其組合。例如該汞合金為Bi-Sn-Hg合金、Zn-Hg合金、Bi-In-Hg合金或 Bi-Pb-Sn-Hg合金或低熔點的汞齊(amalgam )。該汞合金中的Bi重量百分比 為4.0~60 wt°/。； Sn重量百分比為38~78 wt%; Hg的重量百分比為3 20 wt%。
為達上述目的，本發(fā)明的冷陰極熒光燈包括透光殼體；電極，設置于該 透光殼體的一端；以及金屬層，設置于該透光殼體鄰近該電極的內(nèi)壁，以吸 收該透光殼體內(nèi)的雜質氣體。該透光殼體優(yōu)選為玻璃管體。
承上所述，本發(fā)明的冷陰極熒光燈的制造方法中所使用的汞合金，其熔 點不受限于加熱排氣步驟的操作溫度，故可使用低熔點的汞合金，而提高汞 釋出量和避免造成產(chǎn)品及環(huán)境污染。此外，本發(fā)明的汞合金可設置于氣體調 節(jié)設備內(nèi)，如此可在加熱排氣之后，直接由氣體調節(jié)設備將汞合金置放于透 光殼體內(nèi)而簡化工藝。此外，本發(fā)明還包括吸收雜質氣體步驟將電極的材料濺鍍于透光殼體的內(nèi)壁而形成金屬層(或薄膜)，金屬層可吸收容置于透光 殼體內(nèi)不需要的雜質氣體，而提升發(fā)光效率。


圖1A至圖1F為依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種冷陰極熒光燈的制造流程 示意圖。
主要元件符號說明
2:冷陰極熒光燈 22:電極 21:透光殼體 24:金屬層 AC:高壓交流電 E21:隔離空間 F2:火炬 M2:汞合金
211:排氣口 23:焚光體 212:內(nèi)壁 A2:暫存區(qū) E2:氣體調節(jié)設備 E22:擋板活塞 H2、 H3:加熱i殳備 P:電性連接墊
具體實施例方式
以下將參照相關圖式，說明依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的冷陰極萸光燈及其 制造方法。
以下以圖1A至圖1F說明本發(fā)明優(yōu)選實施例的冷陰極熒光燈的制造方法。
如圖1A所示，首先提供透光殼體21，透光殼體21內(nèi)有一對電極22, 電極22設置于透光殼體21的兩端。透光殼體21可為玻璃管體。電極22的 材料可包括鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鴒(W)、鐵(Fe)或其合金， 當然，電極22的材料亦可為其他金屬或合金。另外，透光殼體21內(nèi)還設置 有熒光體23,熒光體23位于透光殼體21的內(nèi)壁上。
本實施例的制造方法包括排氣步驟，其加熱該透光殼體21并自該透光 殼體21的排氣口 211排出氣體。該排氣步驟的排氣通過氣體調節(jié)設備E2對 該透光殼體21進行排氣，使雜質氣體能夠自排氣口 211排出。同時，通過 加熱設備H2 (例如電氣爐)加熱透光殼體21,以使附著于透光殼體21的內(nèi) 壁的氣體活化而被排出。另外，上述的氣體調節(jié)設備E2及加熱設備H2亦
6可整合為同一設備。
在本實施例中，汞合金M2可預先置放于氣體調節(jié)設備E2內(nèi)，例如是 置放于氣體調節(jié)設備E2的隔離空間E21內(nèi)，并由擋板活塞E22隔離。
請參照圖1B所示，在排氣步驟之后，將擋板活塞E22移開，即可讓汞 合金M2掉落至透光殼體21的暫存區(qū)A2內(nèi)。由于本實施例的汞合金M2是 預先置放于氣體調節(jié)設備E2內(nèi)，故汞合金M2是由氣體調節(jié)設備E2直接掉 落至暫存區(qū)A2，不需其他設備及步驟來置放汞合金M2，因而可簡化工藝。
本實施例的汞合金M2包括鉍(Bi)、錫(Sn)、鋅(Zn)、銦(In)、鉛 (Pb)或其組合，例如為Bi-Sn-Hg合金、Zn-Hg合金、Bi-In-Hg合金或 Bi-Pb-Sn-Hg合金，當然，其他具有低熔點的汞齊(amalgam )亦可應用于本 實施例。以汞合金B(yǎng)i-Sn-Hg為例，Bi的重量百分比約為4.0 60 wt%; Sn的 重量百分比約為38~78 wt%; Hg的重量百分比約為3~20 wt%，汞釋放溫度 小于50(TC。本實施例所使用的汞合金可具有較低熔點，即汞合金的熔點可 低于排氣步驟的操作溫度。
本實施例的制造方法還包括充氣步驟，其將至少一惰性氣體充入透光殼 體21內(nèi)。在本實施例中，充氣步驟通過氣體調節(jié)設備E2(亦具有充氣功能) 將惰性氣體(例如氬氣及氖氣)充入透光殼體21內(nèi)；當然，充氣步驟亦可 通過其他充氣設備來進行充氣。惰性氣體可在高頻高壓交流電的驅動下形成 等離子體。
如圖1C所示，本實施例的制造方法還包括封止步驟，其封止透光殼體 21的排氣口 211。于此通過高溫火炬F2封止排氣口 211。
如圖1D所示，本實施例的制造方法還包括吸收雜質氣體的步驟，其通 過高壓交流電AC驅動兩電極22，其中電極22是通過電性連接墊P設置于 透光殼體21上而間接驅動，使電極22的材料濺鍍于透光殼體21的內(nèi)壁"2。 通過濺鍍，可在鄰近電極22的內(nèi)壁212形成金屬層24(或金屬薄膜)，且其 材料與該電極22的至少一部分材料相同。在本實施例中，金屬層24的材料 可包括鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎢(W)、鐵(Fe)或其合金。金屬 層24為活化金屬層，可與透光殼體21內(nèi)不需要的雜質氣體結合，以提高發(fā) 光效率。如此可使燈管內(nèi)部雜質預先降低至一定程度，不會在后續(xù)水銀激發(fā) 后與水銀結合，使有效水銀減少，并減少雜質與水銀結合而沉積于熒光體上 使發(fā)光效率減低。如圖1E所示，在吸收雜質氣體步驟之后，本發(fā)明的制造方法還包括汞 釋放步驟，其加熱透光殼體21使汞合金M2的汞元素釋出并形成汞蒸氣。 在本實施例中，汞釋放步驟通過加熱設備H3加熱透光殼體21,加熱設備 H3例如為電氣爐，亦可與加熱設備H2為同一設備。經(jīng)由加熱后，汞合金 M2的汞元素氣化并遷移至兩電極22之間的區(qū)域。由于本實施例所使用的汞 合金M2的熔點較低，故不需要較高溫的操作溫度來加熱，亦不需施行汞驅 趕步驟，因而可減少成本及使用設備，并簡化工藝。
如圖1F所示，在汞釋放步驟之后，本發(fā)明的制造方法還包括移除步驟， 其移除暫存區(qū)A2。于此通過高溫火炬F2將暫存區(qū)A2移除，并使透光殼體 21成密封狀態(tài)。
如圖1F所示為本發(fā)明優(yōu)選實施例的一種冷陰極熒光燈2，其包含透光 殼體21、電極22及金屬層24，由于上述元件已詳述于上，故于此不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明的冷陰極熒光燈的制造方法中所使用的汞合金為低熔 點的汞合金，其熔點低于排氣步驟的加熱操作溫度，且可提高汞釋出量，以 避免產(chǎn)品及環(huán)境污染。此外，本發(fā)明的汞合金可設置于氣體調節(jié)設備內(nèi)，如 此可在排氣之后，直接由氣體調節(jié)設備置放于透光殼體內(nèi)而簡化工藝。此外， 本發(fā)明還包括吸收雜質氣體步驟將電極的材料濺鍍于透光殼體的內(nèi)壁而形 成金屬層(或薄膜)，金屬層可吸收容置于透光殼體內(nèi)不需要的雜質氣體， 而提升發(fā)光效率。
以上所述僅為舉例性質，而非為限制性質。任何未脫離本發(fā)明的精神與 范疇，而對其進行的等同修改或變更，均應包括于權利要求中。
權利要求
1、一種冷陰極熒光燈的制造方法，該冷陰極熒光燈包括透光殼體及電極，該電極設置于該透光殼體的一端，該方法的步驟包括排氣步驟，自該透光殼體的排氣口排出存在于該透光殼體內(nèi)的氣體；充氣步驟，將至少一惰性氣體充入該透光殼體內(nèi)；以及汞合金置放步驟，將汞合金預先置放于氣體調節(jié)設備，在排氣步驟后再移至該透光殼體的暫存區(qū)內(nèi)。
2、 如權利要求1所述的制造方法，其中該汞合金置放于該氣體調節(jié)設 備的隔離空間內(nèi)，并由擋板活塞隔離；在該排氣步驟之后，將該擋板活塞移開，讓該汞合金掉落至該透光殼體 的該暫存區(qū)內(nèi)。
3、 如權利要求1或2所述的制造方法，其中該汞合金的熔點低于該排 氣步驟的操作溫度。
4、 如權利要求1或2所述的制造方法，其中該排氣步驟通過加熱設備 來加熱該透光殼體，使附著于該透光殼體之內(nèi)壁的氣體活化而被排出。
5、 如權利要求4所述的制造方法，其中該氣體調節(jié)設備和該加熱設備 整合為同一設備。
6、 如權利要求1或2所述的制造方法，其中該惰性氣體為氬氣或氖氣。
7、 如權利要求1或2所述的制造方法，其中在該充氣步驟之后，其還 包括封止步驟，以封止該透光殼體的該排氣口。
8、 如權利要求7所述的制造方法，其中該封止步驟通過高溫火炬封止 該排氣口。
9、 如權利要求7所述的制造方法，其中在該封止步驟之后，其還包括 汞釋放步驟，加熱該透光殼體使該汞合金釋出汞蒸氣。
10、 如權利要求9所述的制造方法，其中該汞釋出的溫度小于500°C。
11、 如權利要求9所述的制造方法，其中該汞釋放步驟通過加熱設備加 熱該透光殼體。
12、 如權利要求9所述的制造方法，其中在該汞釋放步驟之前，其還包 括吸收雜質氣體的步驟，通過高壓交流電驅動該電極，使該電極的材料濺鍍 于該透光殼體的內(nèi)壁。
13、 如權利要求12所述的制造方法，其中通過該賊鍍過程而在鄰近該電極的內(nèi)壁形成金屬層或金屬薄膜，該金屬層或金屬薄膜的材料包括鎳、鉬、 鈮、鴒、鐵或其合金。
14、 如權利要求12所述的制造方法，其中該電極通過電性連接墊設置 于該透光殼體上而間接驅動。
15、 如權利要求9或12所述的制造方法，其中在該汞釋放步驟之后， 其還包括移除步驟，通過高溫火炬將該暫存區(qū)移除，使該透光殼體成密封狀 態(tài)。
16、 如權利要求1所述的制造方法，其中該汞合金包括鉍、錫、鋅、銦、 鉛或其組合。
17、 如權利要求1所述的制造方法，其中該汞合金為Bi-Sn-Hg合金、 Zn-Hg合金、Bi-In-Hg合金或Bi-Pb-Sn-Hg合金或低熔點的汞齊。
18、 如權利要求17所述的制造方法，其中該汞合金中的Bi重量百分比 為4.0 60 wt%; Sn重量百分比為38 78 wt%; Hg的重量百分比為3 20 wt%。
19、 一種冷陰極焚光燈，以如權利要求1, 2, 16, 17, 18項中任一所述的 方法所制成。
20、 一種冷陰極熒光燈，包括 透光殼體；電極，設置于該透光殼體的一端；以及金屬層，設置于該透光殼體鄰近該電極的內(nèi)壁，以吸收該透光殼體內(nèi)的 雜質氣體。
21、 如權利要求20所述的冷陰極焚光燈，其中該電極和金屬層的材料 分別包括鎳、鉬、鈮、鎢、鐵或其合金。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷陰極熒光燈的制造方法，該冷陰極熒光燈包括透光殼體及電極，該電極設置于該透光殼體的一端，該制造方法包括排氣步驟，自該透光殼體的排氣口排出存在于該透光殼體內(nèi)的氣體；充氣步驟，將至少一惰性氣體充入該透光殼體內(nèi)；以及汞合金置放步驟，將汞合金預先置放于氣體調節(jié)設備，在排氣步驟后再移至該透光殼體的暫存區(qū)內(nèi)。
文檔編號H01J9/38GK101620966SQ20081013179
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權日2008年6月30日
發(fā)明者張阿華, 簡瑞峰 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司